研究背景与问题

在当前环保要求日益严格的背景下，氟喹诺酮类（FQs）抗生素作为一种广泛使用的抗菌药物，在多种行业废水中被频繁检出。这些抗生素的排放不仅对生态环境构成威胁，还可能对废水处理系统中的厌氧氨氧化工艺造成不利影响。厌氧氨氧化工艺作为一种高效的脱氮技术，在处理含氮废水方面发挥着重要作用。然而，FQs抗生素的联合暴露可能对厌氧氨氧化系统的脱氮性能产生负面影响，进而影响相关微生物的生存和活性。因此，研究FQs抗生素对厌氧氨氧化系统及其相关微生物的影响具有重要的理论意义和应用价值。

研究方法

本研究选取了环丙沙星、诺氟沙星、氧氟沙星三种典型FQs抗生素，通过模拟实际废水处理过程中的抗生素浓度，研究了不同质量浓度下FQs抗生素联合暴露对厌氧氨氧化工艺系统脱氮性能及相关微生物的影响。实验采用静态培养方法，设置不同浓度梯度的FQs抗生素混合溶液，对厌氧氨氧化反应器进行连续培养，通过检测反应器中的氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮等指标，以及相关微生物的群落结构和多样性，分析FQs抗生素对厌氧氨氧化系统的影响。

核心结果

结果表明，随着FQs抗生素质量浓度的增加，厌氧氨氧化系统的脱氮性能逐渐下降。具体表现为氨氮去除率降低，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的积累增加。同时，FQs抗生素的联合暴露对厌氧氨氧化相关微生物的群落结构和多样性产生了显著影响。高浓度FQs抗生素处理组中，优势菌属发生改变，部分功能微生物的丰度显著降低，如亚硝酸盐氧化菌和硝酸盐还原菌。此外，通过对微生物群落功能基因的检测，发现FQs抗生素的联合暴露可能通过影响微生物的代谢途径，进而影响厌氧氨氧化系统的脱氮性能。

结论与意义

本研究揭示了FQs抗生素联合暴露对厌氧氨氧化系统脱氮性能及相关微生物的负面影响。结果表明，高浓度的FQs抗生素会导致厌氧氨氧化系统的脱氮性能下降，并改变相关微生物的群落结构和多样性。这一研究结果为FQs抗生素在废水处理过程中的风险评估和管理提供了科学依据，有助于提高废水处理系统的稳定性和脱氮效率。此外，本研究还揭示了FQs抗生素对厌氧氨氧化微生物的潜在影响机制，为进一步优化废水处理工艺和开发新型生物处理技术提供了理论支持。